Les vingt dernières années ont été marquées par un changement de paradigme dans l’interaction entre l’homme et son microbiote intestinal. De nombreuses études ont exploré l’association entre le microbiote intestinal, et en particulier la dysbiose, et la physiologie et la santé humaines, par exemple les troubles neurologiques, le cancer, les maladies cardiovasculaires et l’immunité. Cependant, beaucoup moins d’études ont examiné l’effet des variations génétiques de l’hôte humain sur le microbiote intestinal.
Des études de jumeaux ont mis en évidence l’héritabilité du microbiote intestinal et plusieurs petites études (<< 100 participants) ont montré qu’une variante génétique proche du gène de la lactase, qui entraîne la persistance de la lactase, est associée au niveau de Bifidobacterium (1). Néanmoins, de telles associations sont difficiles à trouver car le microbiote intestinal est fortement influencé par le régime alimentaire et les médicaments, et de plus, il présente des redondances fonctionnelles entre de nombreuses espèces. Deux études récentes (2, 3) utilisant de grandes populations (5 959 et 7 738 participants) ont réalisé un génotypage de l’hôte et un phénotypage détaillé, ainsi qu’un séquençage métagénomique du génome entier, afin d’identifier les variantes génétiques associées à l’abondance du microbiote intestinal au niveau des taxons.
Ces études ont révélé que plusieurs loci génétiques étaient fortement associés à la variation microbienne intestinale. En particulier, elles ont toutes deux reproduit des associations au niveau des loci LCT et ABO. LCT est le gène qui code pour la lactase, l’enzyme permettant la scission du lactose en glucose et galactose. Les participants qui n’exprimaient pas de lactase à l’âge adulte, c’est-à-dire qui n’avaient pas de lactase, et qui consommaient régulièrement des produits laitiers, étaient caractérisés par des niveaux plus élevés de bifidobactéries. Comme les bifidobactéries ont la capacité de dégrader le lactose, elles pourraient exercer un effet probiotique susceptible de moduler la relation entre la non-persistance au lactase et l’intolérance au lactose. ABO code pour une enzyme qui modifie les oligosaccharides sur les glycoprotéines de surface des cellules et détermine le groupe sanguin ABO d’un individu. Il est intéressant de noter que les deux études ont identifié une interaction entre une variante d’ABO et une variante de FUT2 sur l’abondance de plusieurs taxons bactériens. FUT2 affecte le statut de sécréteur des antigènes ABO sur les cellules des muqueuses: les individus homozygotes pour l’allèle G de rs601338, qui est un SNP non-sens, ne sécrètent pas les antigènes A, B ou AB de ABO sur leurs muqueuses. Ces individus présentaient une abondance bactérienne plus faible pour Faecalicatena lactaris et, lors d’un régime riche en fibres, ils présentaient également une abondance bactérienne plus faible pour Collinsella sp. Le rs601338 dans FUT2 est un SNP qui est également connu pour influencer les concentrations circulantes de vitamine B12, les non sécréteurs présentant des concentrations circulantes de vitamine B12 plus élevées (4). Étant donné que plusieurs maladies infectieuses et chroniques, où une dysbiose est souvent observée, sont associées au groupe sanguin de l’hôte, les auteurs suggèrent que le microbiote intestinal pourrait interagir avec le groupe sanguin de l’hôte pour modifier le risque de maladie.
Ces grandes études bien menées ouvrent la voie à de futures études d’association pangénomique du microbiome visant à mieux comprendre les interactions complexes entre un hôte et son microbiote intestinal et pourraient contribuer au développement de thérapies personnalisées, y compris des recommandations diététiques.
Références :
- Sanna, S., Kurilshikov, A., van der Graaf, A., Fu, J., Zhernakova, A., Challenges and future directions for studying effects of host genetics on the gut microbiome. Nat Genet 2022, 54, 100-106.
- Lopera-Maya, E. A., Kurilshikov, A., van der Graaf, A., Hu, S., et al., Effect of host genetics on the gut microbiome in 7,738 participants of the Dutch Microbiome Project. Nature Genetics 2022, 54, 143-151.
- Qin, Y., Havulinna, A. S., Liu, Y., Jousilahti, P., et al., Combined effects of host genetics and diet on human gut microbiota and incident disease in a single population cohort. Nat Genet 2022, 54, 134-142.
- Velkova, A., Diaz, J. E. L., Pangilinan, F., Molloy, A. M., et al., The FUT2 secretor variant p.Trp154Ter influences serum vitamin B12 concentration via holo-haptocorrin, but not holo-transcobalamin, and is associated with haptocorrin glycosylation. Hum Mol Genet 2017, 26, 4975-4988.
